城建类应用型本科院校《高等数学》教学改革的几点思考

2014-12-24王刚

创新科技 2014年6期

关键词：城建高等数学应用型

王刚

（河南城建学院数理学院，河南平顶山 467036）

城建类应用型本科院校《高等数学》教学改革的几点思考

王刚

（河南城建学院数理学院，河南平顶山 467036）

本文通过对城建类应用型本科院校《高等数学》课程教学中存在问题的分析，提出了以培养学生数学素养为目标、优化教学内容、实施分层教学、努力提高自学习能力、计算软件化的教学改革思路，努力培养具有创新精神的应用型人才。

城建类；应用型；CDIO；数学素养

1 引言

应用型本科的培养目标是培养具有创新精神的应用型人才，注重知识应用能力和工程实践能力的培养；高校开设《高等数学》课程的主要目的是为了能增强应用高等数学的理论及方法解决问题。应用型人才的数学素质体现在四个方面：第一，在意识层面，能够将客观事物与数和形的结合，因为用数学解决实际问题要先量化、在运用数和图、数学公式、数学结构以及数学计算描绘和建模；第二，在思维和语言层面表现为会把具体问题变成数学语言；第三，在能力层面重在体现运用数学基本运算和数学软件解决实际问题；第四，在心理层面表现为通过高等数学的学习，在实际工作中有意识地采用数学工具和思考方式。

作为面向地方的城建类应用型本科院校，城建类专业的《高等数学》课程教学工作需要结合专业特点和行业需求在意识层面、思维层面、能力层面和心理层面分别就教学内容、教学方法和考核机制等方面进行探讨和改革。

2 《高等数学》教学中存在的问题

高等数学是高校教育中的基础学科，是其他各门学科的基础，在培养大学生综合素质方面具有独特的，不可替代的作用。目前现行高等数学教育和教学存在缺点和不足：

第一，教学目的。当前的《高等数学》教学课程教学目的在于传授知识的层面上与应用型人才培养目的不匹配；

第二，教学内容。追求基础理论的科学性和系统性，忽视了教学内容与生活实际及相应专业的联系，与培养学生的数学素养之间存在矛盾。

第三，教学过程。注重知识的传授而忽略了向学生传授学习与获取知识及分析问题和解决问题的方法，与学生自学习能力提高的要求有差距。

第四，教学的方式。填鸭式、满堂灌、简单互动的教学法，学生处于被动地接受地位，与学生主动学习的习惯养成之间存在矛盾。

第五，教学手段。方式单一，教学活动集中，与教育信息化发展与应用之间存在差距。

教学评价，关注结果、忽视过程管理、考核方式单一也是传统教学中存在的一个明显不足之处。

3 高等数学教学改革的思考

3.1 明确应用型人才培养目标，确立培养数学素养为导向的教育理念

应用型人才重在培养具有创新精神和实践技能的人才，创新精神应体现在艺术学教育为重点的逻辑思维、以物理教育为重点实证思维和以计算机教育为主的计算思维培养，逻辑思维是三种思维能力的基础，而数学素养是逻辑思维能力的外在体现，是高素质人才必备的素质，是人的知识和能力更好发挥作用的要素。理论界大家公认的数学素养通常可以在三个不同层次表现出来：首先，在生活实践方面，数学素养表现为能够主动地用数学知识来观察、分析、处理一些实际问题；其次，在学科内容方面，表现为能够理解数学的学科意义、理解数学知识的内涵，懂得数学知识的应用价值等；最后，表现在数学文化方面，理解数学学科的科学意义、文化内涵，懂得数学的简单之美和价值等内容。

为此应用型本科院校在数学教育中应体现数学素养培养的导向，为具有创新精神的应用型人才培养奠定基础。

3.2 完善分层教学法优化教学内容

在承认学生有差异的前提下，确立以生为本的意识，依据学生的专业特点、学生的数学基础和兴趣方向，运用不同的教学方法，有针对性地制定教学目标、设计教学内容、调整教学进度、优化教学方式、完善考核体系、实施分层教学法以满足不同层次（专业、爱好、兴趣）的学生学习的需要，促进人才培养质量的提高。正确运用分层次教学，可以提高学生的自学习能力，提高学习信心、明确学习目的，更好地实施素质教育，培养学生的创新能力，使数学教学更加适应专业发展和社会发展的需要。

微积分、线性代数、概率论与数理统计作为高等数学基本内容都是单纯的数学理论，脱离专业课程并且与实际问题结合不够，而专业中要解决是工程时间的应用性问题。在新的教学理念的指导下，高等数学的课程目标应该体现在两个方面，一方面提高数学修养以满足人才发展与社会进步的需要；另一方面专业技术人员要掌握足够的数学技能解决专业领域的工程实践。具体来说，高等数学课程的目标包括：一是获取必要的数学基础知识和基本技能；二是进一步提高学生的空间想象力、抽象思维能力、逻辑推理能力和数据处理能力等；三是提高提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养通过自学习独立获取数学知识的能力；四是培养学生的数学应用意识和创新理念，着力提高建模能力；五是提升学习兴趣、树立信心、拓宽视野。例如工程中施工效益最大化的求解、荷载作用下的位移计算、不规则图形面积的计算等问题；研究模拟计算、研究随机事件及概率、随机问题模型的建立及分析、建筑工程测量中数据的处理及分析，建筑工程造价中回归方程的建立及可信度评价和检验。

3.3 改革教学模式突出核心能力培养

当前高等数学（包括工程数学）教学偏重于定力提出、理论证明、求解方法和解题技巧方面的教学，数学的实用性教学有所缺失。近几年来，通过相关学校的教学改革、大学生数学建模竞赛以及CDIO教学理念的推行，使得高等数学越来越贴近于工程实践的需求和数学素养培养的目标。

为此在以培养数学素养为目的的高等数学教育过程中。应该从两个方面入手：一是转换以能力训练（重在技能训练）教育模型到以数学素养培养的教育模型，注重各专业和课程之间数学知识和方法的融合及应用，充分利用多学科间的知识交叉与渗透的特征，解决专业实践中的数学问题；二是以CDIO的工程教育理念指导高等数学教育的全过程，以构思、设计、实现、运作来贯穿生产生活实际问题解决的全过程，让学生以主动的方式学习和获取工程能力，包括个人的科学技术知识、终身学习能力、交流和团队工作能力以及在社会和企业环境下构建产品过程和系统的能力；三是以赛促改、以赛促教，力争融“教、学、做、赛” 于一体，形成课堂教学与实践教学一体化的教学模式。

3.4 努力实现学习自主化计算软件化

应用型人才的核心能力体现在技术能力、自学习能力、创新能力等方面，学生的自学习能力决定了人才发展的高度和能力扩展的广度。特别是大数据时代的到来，网络资源、MOOCs视频越来越丰富、为学生的自学习创造良好的外部环境。所以能力培养和引导学生的自学习能力成为决定人才培养成功与否的关键。

同时信息技术的飞速发展，计算泛在化要求学生必须具有计算机知识和使用数学软件的能力，能够充分利用信息技术的优势迅速、精确的解决工程实践中的问题。为此引导学生熟悉使用Matlab、Mathematica、SPSS和Excel等软件，培养学生操作数学软件去解决工程实践中的数值计算和数据处理的能力，保证高等数学课程课堂教学之外学生数学素质培养的延续性。